遗传的分子基础(知识点)

1基础课时案17DNA是主要的遗传物质一、肺炎双球菌转化实验1．格里菲思体内转化实验(1)过程(2)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。2．艾弗里体外转化实验(1)实验过程及结果(2)结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验材料噬菌体和大肠杆菌等。(1)噬菌体的结构及生活方式(2)噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件内容模板噬菌体的DNA合成噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体22.实验方法同位素示踪法。3．实验过程及结果(1)标记噬菌体(2)侵染细菌4．实验结果分析(1)噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。5.结论DNA是遗传物质。(1)肺炎双球菌转化实验的3个误区①体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌使小鼠致死。②在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。③转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(2)噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节①侵染时间要合适，若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。,②搅拌要充分，如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。三、RNA是某些病毒的遗传物质1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象(2)结论RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。2．生物的遗传物质[连线]考点一肺炎双球菌转化实验3肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌观测指标小鼠的存活情况培养基中的菌落种类考点二噬菌体侵染细菌实验及DNA是主要遗传物质1．艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计思路的比较实验名称艾弗里肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用设计原则对照原则和单一变量原则处理方式的区别直接分离法：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型活细菌混合培养同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)实验结论DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质2.探索遗传物质的经典实验3．必须关注的2个易错点(1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)因检测放射性时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，所以35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上，应对两组分别标记。基础课时案18DNA的结构及基因的本质一、DNA分子的结构1．图解DNA分子结构4二、基因的本质1．观察下面的基因关系图，填充相关内容2．观察下面图1、图2，回答相关内容(1)据图1分析得出①基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列。②染色体由DNA和蛋白质构成，一个DNA上有许多个基因，构成基因的碱基数小于(填“大于”或“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。③基因的本质是有遗传效应的DNA片段。遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(2)将代表下列结构的字母填入图2中的相应横线上a．染色体b．DNAc．基因d．脱氧核苷酸3．基因的基本功能遗传信息的传递；遗传信息的表达。5考点一DNA分子的结构及相关计算必须关注的DNA分子结构的5个关键点(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的而不是由配对方式决定的，配对方式只有两种A—T、C—G。(2)并不是所有的脱氧核糖都连两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连一个磷酸基团。(3)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。(4)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。(5)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。熟记碱基互补配对的规律规律一：DNA双链中的A＝T，G＝C，两条互补链的碱基总数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即：A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。规律二：非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数。如在一条链中A＋GT＋C＝a，则在互补链中A＋GT＋C＝1a，而在整个DNA分子中A＋GT＋C＝1。简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1。”规律三：互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等。如在一条链中A＋TG＋C＝m，则在互补链及整个DNA分子中A＋TG＋C＝m。而且在由DNA双链中任一链转录来的RNA分子中该比例(T换为U)仍为m。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。规律四：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系，设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝(1/2)×DNA双链中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝(1/2)×DNA双链中的(G＋C)。特别提醒DNA分子中的其他数量关系(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮碱基数＝1∶1∶1∶1。(2)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。(3)由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子过程中，可产生H2O分子数为(n－1)＋(n－1)＝2n－2。考点二基因的本质思维发散针对基因的本质下面两种描述中哪一个更严谨？为什么？①基因是“有遗传效应的DNA片段”②基因是“有遗传效应的核酸片段”提示第②种描述更严谨，因为在无DNA的生物中，其基因应为有遗传效应的“RNA”片段。1．不是所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。2．不同DNA分子间的“共性”与“个性”(1)A＝T、G＝C及“任意两个不互补的碱基之和”在不同双链DNA分子中恒等，无“种的特异性”，即所有双链DNA分子均相同，这是所有双链DNA分子的共性。(2)互补碱基所占的比例随DNA分子不同而具有“种的特异性”，这正是DNA分子多样性和特异性的原因之一。基础课时案19DNA分子的复制一、DNA分子复制61．场所真核细胞：主要是细胞核，其次还有线粒体、叶绿体原核细胞：拟核和质粒病毒：在寄主细胞中完成DNA复制2．时间发生于细胞分裂或病毒增殖时，真核生物DNA复制发生于有丝分裂间期及减数分裂的第一次分裂前的间期。3．过程4．复制的意义将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了前后代遗传信息的稳定性和连续性。深度思考1．蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行上图所示的DNA分子的复制？提示蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。2．若上图为核DNA复制过程，则图中刚形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？提示染色体复制后形成两条姐妹染色单体，刚复制产生的两个子DNA分子即位于两姐妹染色单体中，由着丝点相连，其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同，两子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时，随两单体分离而分开，分别进入两个子细胞中。二、DNA复制过程中的计算问题1．DNA半保留复制图解DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析(如下图)。2．相关计算(1)子代DNA分子数为2n个。①含有亲代链的DNA分子数为2个。②不含亲代链的DNA分子数为2n－2个。③含子代链的DNA有2n个。7④全含亲代链的DNA有0个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条。①亲代脱氧核苷酸链数为2条。②新合成的脱氧核苷酸链数为2n＋1－2条。(3)消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。考点一DNA分子复制的过程、特点及相关计算1．DNA的复制(1)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(2)过程特点：边解旋边复制。(3)影响DNA复制的外界条件(4)DNA复制的准确性①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。②在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发基因突变。2．DNA复制相关计算时4个易错点(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)另外，还要看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。考点二DNA分子半保留复制实验探究DNA的复制方式1．实验材料：大肠杆菌。2．实验方法：放射性同位素标记法和密度梯度离心法。3．实验假设：DNA以半保留的方式复制。4．实验过程(如图)85．实验预期：离心后应出现3条DNA带(如上图)。(根据标记情况作答)(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。6．实验结果：与预期的相符。7．实验结论：DNA分子的复制方式是“半保留复制”。名师点睛如图为将15N标记的DNA分子放入14N培养基中连续培养两代的情况如下：补上一课3巧用图解法追踪DNA分子的去向[疑难讲解]1．DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向(1)复制特点：半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。(2)2个子DNA位置：当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后，此两子DNA恰位于两姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起，即(3)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，当着丝点分裂时，两姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。2．DNA分子连续复制两次(目前大部分考查角度属此类)图像及解读9基础课时案20基因控制蛋白质的合成及基因与性状的关系一、遗传信息的转录和翻译1．比较RNA与DNA(5)据“甲基绿—吡罗红混合染色”2．转录识图并回答3．翻译识图并回答。深度思考下图为蛋白质的合成图示，请据图思考：10(1)图中显示mRNA与核糖体有着怎样的数量关系？这种数量关系有何意义？提示图中显示mRNA与核糖体的数量关系为：一个mRNA上可同时结合多个核糖体。存在这种数量关系的意义在于少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)图中所示核糖体移动方向如何？判断依据是什么？提示图中显示核糖体在mRNA上移动的方向为：从左向右，判断依据是根据多肽链的长短：越接近终止密码子处，肽链越长